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本研究探讨了纹状体和中脑来源的鼠胚胎干细胞的体外培养的特性,研究了表达GDNF的干细胞的构建方法及GDNF-NSCs移植纹状体对6-羟基多巴胺诱导的PD鼠旋转行为的保护作用。
实验方法如下,取发育16天的胚胎SD鼠脑,在显微镜下去除脑膜和血管,分离纹状体和中脑。用剪刀剪成约1mm3碎块,然后用滴管吹打机械分离,用孔径40um的不锈钢网塞过滤,800rpm离心5min,然后用DMEM/F12悬浮细胞,接种在玻璃培养瓶。在培养液中添加20ng/mlEGF,20ng/mlbFGF,1Xb27,在含5%CO2孵箱中培养。将生成的细胞球接种在包被多聚赖氨酸的玻片上,培养1天后用4%的多聚甲醛固定,免疫细胞化学染色,用BrdU和Nestin鉴定细胞的增殖能力。分化的细胞用神经细胞特异性抗体B-Ⅲtublin,TH,GFAP,CNPase鉴定。从大鼠胎脑组织总RNA中扩增出GDNF的全序列cDNA并克隆到真核表达载体pEGFP-C1中鉴定,采用阳离子脂质体将重组质粒pEGFP-GDNF转染至鼠胚胎干细胞中,构建GDNF-NSCs,并将其移植入PD模型鼠。结果表明来自纹状体和中脑的鼠胚胎干细胞在体外培养条件下都能生成神经球,并能分化成神经系统不同细胞系的细胞。来自纹状体的细胞在体外可传代3个月余,而中脑的干细胞在相同培养条件下只能保持3-4周的未分化状态,但其分化成TH+细胞数明显高于纹状体的干细胞。通过荧光显微镜可观察到发绿色荧光的NSCs。扩增发光的GDNF-NSCs,并移植入PD模型鼠的纹状体,使PD鼠的病态旋转圈数明显减少。
神经干细胞的定义是细胞具有自我更新能力,同时能向神经系统多个细胞系分化。因此,培养的胚鼠纹状体和中脑的细胞是神经干细胞,中脑来源的细胞有向TH+神经元分化的倾向。干细胞可以直接作为基因治疗的载体细胞。GDNF-NSCs移植治疗6-OHDA所致的PD鼠,可明显缓解病鼠的病理性旋转行为。